開關電源和線性電源的區別

基本原理

SMPS 是一種將輸入交流電壓轉換為直流電壓，然後將其幅值降低到所需水平的電源。

LPS 是一種先降低交流電壓，然後將其轉換為直流電壓的電源。

主要電子元件

SMPS 的主要電子元件包括變壓器、整流器和高頻開關電路。

線性電源的主要電子元件包括線性穩壓器和變壓器。

電壓調節

在 SMPS 中，採用反饋電路進行電壓調節。

線上性電源中，採用穩壓器進行電壓調節。

效率

SMPS 效率相對較高，約為 70% 到 85%。

線性電源效率較低，通常約為 40% 到 60%，因為熱量損失較大。

工作原理

SMPS 首先將高交流電壓輸入轉換為高頻交流電壓，然後使用整流器和濾波電路將交流電轉換為直流電，以獲得所需的直流電壓。

線性電源首先降低輸入交流電壓，然後將其轉換為直流電壓。

磁芯材料

在 SMPS 中，使用鐵氧體磁芯。

線上性電源中，使用鋼合金或 CRGO 磁芯。

電路複雜度

SMPS 的電子電路相對更復雜。

線性電源的電子電路比 SMPS 簡單。

電壓範圍

SMPS 可以處理更寬的電壓範圍。

線性電源對輸入電壓有限制。

噪聲和電磁干擾

由於高頻開關，SMPS 會產生更多電子噪聲和電磁干擾。因此，需要電磁干擾濾波器。

線性電源產生的電子噪聲和電磁干擾相對較少。

價格

由於複雜的設計和高階功能，SMPS 相對價格較高。

由於其簡單的設計，線性電源價格較低。

啟動時間

SMPS 的啟動時間比線性電源短。

線性電源的啟動時間較長，因為它需要更多時間來穩定其輸出電壓。

內建 PFC 單元

SMPS 具有內建功率因數校正 (PFC) 單元以提高其效率。

線性電源通常沒有內建功率因數校正單元。

發熱量

SMPS 在執行期間產生的熱量較少。

線性電源會產生更多熱量，因此需要適當的冷卻系統。

射頻干擾

SMPS 會產生射頻干擾，因此需要適當的遮蔽。

線上性電源中，不存在射頻干擾問題。

重量和尺寸

SMPS 尺寸緊湊，重量輕，使其最適合行動式電子裝置。

線性電源尺寸較大，重量較重。因此，它們便攜性較差。

負載調節

在 SMPS 中，負載調節範圍為 0.05% 到 0.5%。

線上性電源中，負載調節範圍為 0.005% 到 0.2%。

紋波電壓

在 SMPS 中，紋波電壓範圍在 10 mV 到 25 mV 之間。

線上性電源中，紋波電壓在 0.25 mV 到 1.5 mV 之間。

工作功率因數

對於 SMPS，工作功率因數在 0.6 到 0.7 之間（無 PFC），大於 0.95（有 PFC）。

線性電源的工作功率因數在 0.6 到 0.7 之間。

功率密度

SMPS 提供高功率密度，即較小的尺寸可以處理更大的功率。

線性電源提供低功率密度，即需要較大的尺寸才能處理相同數量的功率。

功率重量比

SMPS 具有較高的功率重量比。

線性電源具有較低的功率重量比。

瞬態響應

SMPS 的瞬態響應較慢。

線性電源的瞬態響應比 SMPS 快。

應用

SMPS 用於高功率應用，例如計算機、筆記型電腦、工業和消費電子裝置等。

線性電源用於低功率應用，例如類比電子電路、音訊放大器、實驗室儀器等。